Автономный инвертор тока

СОГОЗ СОВЕ ТСКИХСОИАЛ ИС Т ИЧ Е С К ИХРЕСПУБЛИК 09) 5 Н 02 М 7/ ИЗОБРЕТЕНИ ПИСАН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1279035, кл, Н 02 М 7/515, 1985,Авторское свидетельство ГФ 168315кл, Н 02 М 7/515, 1989.(54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА(57) Использование: тиристорные презователи частоты, предназначенные длтания асинхронных тяговых двигате(АТД) электропоездов постоянного и пменного тока, а также для питания АТД щепромышленных механизмов. Сущность изобретения: устройство содержит трехфазный мост главных тиристоров 9-14 н трех. фазный мост распределительных диодов 18-23. Коммутирующий трансформатор выполнен с двумя первичными обмотками 24, 25 и одной вторичной обмоткой 26. Коммутирующие тиристоры 29, 30 через ког 1 мутирующую 1.С-цепь, состоящую из последовательно включенных реактора 31 и коммутирующего конденсатора 32, соединены с двумя перезарядными тиристорами 34, ЗЗ, Параметры контура коммутации выбираются из условия обеспечения восстановления вентильных свойств главных тиристоров при минимальной величине обратного напряжения. 3 ил,о творчеств обр еиг ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 1758810 А 1го тока. а также для питания ЛТД общепро-мышленных механизмов.Целью изобретения является повышение надежности путем снижения коммутационных напряжений в процессе восстановления вентильных свойств,На фиг,1 дана принципиальная схема силовых цепей автономного инвертора тока; на фиг,2 - диаграмма импульсов управления (Оу), поясняющая принцип действия устройства и процесс преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное; на фиг,З - диаграммы токови напряжений (О), поясняющие принцип действия и электромагнитные процессы, происходящие в устройстве,Автономный инвертор тока (фиг.1) содержит шины 1 и 2 для подсоединения к источнику питания 3, сглаживающий реактор 4, подсоединенный к шине 1 источника питания, однофазный мост возвратных диодов 5-8, выводами постоянного тока подключенный к источнику питания, трехфазный мост главных тиристоров 9-14, выводами постоянного тока подключенный к шине 2 и через сглаживающий реактор 4 к шине 1 источника питания 3, а выводами переменного тока, подключенными к трехфазной нагрузке 15-17, трехфазный мост распределительных диодов 18-23, выводами переменного тока подсоединенный к выводам переменного тока трехфазного моста главных тиристоров, коммутирующий трансформатор с двумя первичными обмотками 24 и 25 и одной вторичной обмоткой 26, обмотка 26 включена в диагональ переменного тока моста возвратных диодов,Трехфазный мост распределительных диодов анодами 18-20 через первичную обмотку 24 и ускорительный тиристор 27 и катодами диодов 21-23 через вторичную обмотку 25 и ускорительный тиристор 28 подключен к выводам постоянного тока трехфазного моста главных тиристоров. Два коммутирующих тиристора 29 и 30 подсоединены одним анодом и катодом соответственно к катодам и анодам трехфазного моста распределительных тиристоров, а другими катодом и анодом к коммутирующей С-цепи, состоящей из последовательно включенных реактора 31 и коммутирующего конденсатора 32, Два переэарядных тиристора 33 и 34, подсоединенных одними анодом и катодом 1015 (20(254303545Эл50 л55 Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты, предназначенных для питания асинхронных тяговых двигателей (АТД) электропоездов. постоянного и переменносоответственно к анодам и катодам трехфазного моста главных тиристоров, а другими анодом и катодом соединяются междусобой и с другим выводом коммутирующейЕС-цепи, Блок управления 35, подсоединенный выходными выводами к управляющимвходам тиристоров 9-14, 27-30, 33, 34.Устройство работает следующим образом,Предположим, что согласно диаграммена фиг.2 на интервале времени 1-1 включены тиристоры 11 и 13, вследствие чего токнагрузки протекает от плюса источника питания 3 через 4 по цепи 11 и 17 (фаза С), 16фаза В), 13, шина 2, минус источника питания 3. При этом конденсатор 32 заряженполярностью напряжения, указанной нафиг.1, В момент времени 1 согласно диаграмме фиг.2 включают тиристоры 29, 27 и33, вследствие чего конденсатор 32 перезаряжается по контуру 32, 31, 29, 20, 11 и 33,и ток в тиристоре 11 уменьшается до нуляфиг.З),В момент выключения тиристора 11 токнагрузки фазы С(17) замыкается по цепи: 3,, 33, 32, 31, 29, 20, 17, 16 и 13 шина 2, минусисточника питания 3, вследствие чего коненсатор 32 перезаряжается током нагрузки, При этом избыточный ток перезарядаконденсатора 32 (фиг,З) замыкается по цепи: 32, 31, 29, 27, 33, 32, в результате чего навремя восстановления вентильных свойствк тиристору 11 прикладывается напряжениепервичной обмотки коммутирующего трансформатора 24; плюс 24 через диод 20 к катоду тиристора 11, минус через включенныйтиристор 27 к аноду 11. Принцип действиякоммутирующего трансформатора заключается в следующем. При включении коммутирующих тиристоров по первичной обмоткетрансформатора протекает нарастающийток Жк, равный (фиг,З) разности токовк и 1 н,При нарастании токак в сердечнике трансформатора возникает нарастающий магнитный поток Фк, а в первичной обмоткетрансформатора возникает ЗДС ( 1), направенная навстречу току, Соответственно вовторичной обмотке коммутирующего трансформатора наводится ЗДС (12) противопоожного знака, которая по абсолютномузначению не превышает напряжение источника питания 3, поэтому 1 остается постоянной и отличается от 12 в Ктр раз, Ток вовторичной обмотке(1) меньше тока к такжев Кгр раз и повторяет ток первичной обмоткипо форме, При этом Кр выбирается из условия равенства 1= ОЯ, требуемому по характеристикам для восстановлениятиристоров.В момент достижения током 1, тока нагрузки 1 (фиг,4) тиристор 27 выклк)чается и если напряжение на конденсаторе 32 ниже, чем напряжение источника питания 3, то он дозаряжается током нагрузки до напряже ния О = Озпо цепи; 3,4,33,32,31,29,20,17, 16, 13 и 3. При достижении в момент времени 1 з на конденсаторе 32 напряжения Оз тиристор 33 начинает выключаться, вследствие чего начинается процесс спада тока в 10 фазе С и нарастания в фазе А, так как на вход тиристора 9 подан управляющий импульс. На интервале времени сз-тп ток в фазе С спадает до нуля и конденсатор 32 заряжается до напряжения, превышающего 15 входное напряжение источника питания 3,В очередной момент коммутации (момент времени т 5) включается перезарядный тиристор 30, ускорительный 29 и коммутирующий 34, 20Электромагнитные процессы в контуре коммутации аналогичны рассмотренным ранее.Первоначальный заряд коммутирующего конденсатора до напряжения любой по лярности можно осуществить от отдельного источника зарядного напряжения или от источника питания 3 путем включения перезарядного коммутирующего и главного тиристоров. Например, для заряда конден сатора в исходную полярность, укаэанную на фиг.1, включают тиристоры 9, 30 и 34, вследствие чего конденсатор заряжается по контуру: 3, 4. 9, 21, 30, 31, 32, 34, 3.В зависимости от задания выходной ча стоты преобразователя и тока нагрузки напряжение источника питания может изменяться в диапазоне один к трем, вследствие чего величина обратного напряжения, прикладываемого к тиристорам в процессе 40 восстановления вентильных свойств, может также изменяться в этом диапазоне.Параметры контура коммутации выбираются из условия обеспечение восстановления вентильных свойств главных 45 тиристоров при минимальной величине обратного напряжения, Источник питания Ез выполняется в виде регулируемоо выпрямителя с конденсатором небольшой емкости на выходе, к выводам которого подключены выводы возвратного диодного моста.Формула изобретения Автономный инвертор тока, содержащий трехфаэные мосты главных тиристоров и распределительных диодов, обьединенных между собой выводами переменного тока, подключенными к выходным выводам, а выводами постоянного тока трехфазный мост главных тиристоров подсоединен через сглаживающий реактор к шинам для подключения источника питания, коммутирующуюС-цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и реактора, два коммутирующих тиристора, подключенных одними катодом и анодом соответственно к анодам и катодам трехфазного моста распределительных диодов, а другими анодом и катодом соединенных между собой с одним выводом коммутирующей ( С-цепи, два ускорительных тиристора, подключенных одними катодом и анодом соответственно к анодам и катодам трехфазного моста главных тиристоров, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения коммутационных напряжений в процессе восстановления вентильных свойств тиристоров, дополнительно введены однофазный мост возвратных диодов, выводами постоянного тока подсоединенный к шинам для подключения источника питания, и коммутирующий трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками, при этом вторичная обмотка включена в диагональ переменного тока моста возвратных диодов, а первичные обмотки одними соответствующими выводами подсоединены к анодам и катодам трехфазного моста распределительных диодов и другими выводами - к аноду и катоду ускорительных тиристоров,.Гагарина, 101 Заказ 3009 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5